CC BY
54УДК 625.7
А.А. Агушева
ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
На фоне рыночных отношений, активно развивающихся в Российской Федерации, многие проектные организации, помимо проведения мер по улучшению качества и прочности дорожного полотна, стали активно задумываться о способах наиболее эффективно снизить стоимость строительства и реконструкции дорог, при этом повышая эксплуатационную и экологическую безопасность. В сложившейся ситуации на помощь строительным компаниям приходят современные технологии в виде геосинтетических материалов, которые обеспечивают высокую прочность конструкциям, при этом имея относительно низкую стоимость.
Ключевые слова: геосинтетические материалы, геотекстиль, георешетки.
Геосинтетические материалы - это общая классификационная терминология для всех видов синтетических материалов, которые используются в различных отраслях строительства, в том числе и дорожной. Этот термин включает: геотекстильные материалы, георешётки, геосетки, геомембраны и геокомпозиты. Геосинтетические материалы обладают рядом уникальных свойств: (взято из работ [1-5]): высокой прочностью; химической стойкостью; долговечностью (срок эксплуатации до 100 лет); высокой темпера-туростойкостью;
низкой материалоемкостью; небольшим весом.
По своей структуре геосинтетические материалы делятся на: геотекстиль; георешетки; геосетки; геокомпозиты; геомембраны геокамеры; геоматы;
По проницаемости геосинтетики разбивают на 5 категорий: изоляционные; влагонепроницаемые; фильтрующие; дренажные; газонепроницаемые;
По форме и содержанию материалы делятся на: сыпучие, рулонные и геопены.
По степени деформируемости под воздействием нагрузки подразделяются на: нерастяжимые, растяжимые и сверхрастяжимые.
Одними из первых геосинтетических материалов, который применялся в строительстве, был нетканый геотекстиль. В России он хорошо известен под маркой «Дорнит». Впервые он начал использоваться в практике дорожного строительства в качестве разделительного слоя и фильтрующей прослойки. В 2019 году исполнится тридцать пять лет с момента выхода монографии «Синтетические нетканые материалы в транспортном строительстве» (М., Транспорт, 1984), появление которой, способствовало развитию теоретической базы и практики внедрения этих материалов.
Большой вклад во внедрение геотекстиля сделан учеными: института Союздор НИИ профессором д.т.н. Казарновским В.Д.; к.т.н. Полуновским А.Г.; инженером Львовичем Ю.М.; Росдор НИИ к.т.н. Пер-ковым Ю.Р.
Изначально развитие технологий и распространение информации о свойствах геотекстильных материалов шло от производителя. На сегодняшний день, изучением свойств геосинтетических материалов, применением и вопросами производства занимаются специализированные организации и НИИ.
В зависимости от конструктивных особенностей и материала изготовления, геосинтетик в дорожном полотне может выполнять одну или несколько функций одновременно.
По результатам [6,7] за счет оптимального использования свойств геоматериалов одновременно решаются следующие задачи:
1. Кроме обеспечения прочности и жесткости конструкций в полосе уширения, укрепляет новую полосу дороги в зоне ее сопряжения с действующей частью полотна;
2. После извлечения естественного грунта появляется возможность сразу закладывать основание дороги;
3. Не требуется проведение дополнительных мероприятий, препятствующих деформации;
© Агушева А.А., 2018.
Научный руководитель: Саенко Сергей Сергеевич - кандидат технических наук, доцент, Донской государственный технический университет, Россия.
Вестник магистратуры. 2018. № 12-4(87)
ISSN 2223-4047
4. Значительно уменьшаются объемы земляных работ, в том числе по защите коммуникаций;
5. Обеспечивается возможность для большинства случаев не производить вынос коммуникаций, что само по себе является экономией прямых затрат;
6. Затраты на транспортирование геосинтетиков существенно меньше затрат на доставку бетона, песка и др.
7. Значительно уменьшается (до 60-70 %) расход дорогостоящих материалов (щебня, гравия) [11];
8. Уменьшаются сроки выполнения работ по реконструкции.
9.Существенно улучшают эксплуатационные характеристики автомобильных дорог
10. Сужение полосы отвода
11. Использование местных некондиционных грунтов.
Также немаловажным преимуществом применения геосинтетиков является их сравнительно малая стоимость (50-300 рублей на м2). Например, в статье [12] упоминается, что применение геосеток для армирования асфальтобетона дает возможность снижать толщину последнего до 20%, что дает существенное преимущество с точки зрения экономики производства.
Все чаще для выполнения армирования автомобильных дорог используется объемная полимерная георешетка. Этот метод эффективен, как для жестких, так и нежестких дорожных одежд. Особо актуально применение геосинтетика в неблагоприятных условиях: в зоне вечной мерзлоты, на сыпучих и неустойчивых грунтах, в заболоченной местности.
Георешетка для дорожного строительства может быть использована при строительстве многополосной дороги. При этом она будет располагаться между подстилающим и несущим слоем. Допустимо три варианта такого армирования: участковое, сплошное и комбинированное.
Наличие георешетки в конструкции дороги обеспечивает укрепление дорожной одежды за счет увеличения коэффициента сцепления материалов-наполнителей. В случае приложения к решетке сконцентрированной нагрузки, места деформации будут определяться дорожной одеждой за счет ячеистой структуры решетки. Повышение жесткости дорожной конструкции происходит при участии сопротивления и воздействия внешней среды на ячейку.
Использование объемного геосинтетика в области дорожного строительства является одним из самых лучших способов армирования грунта, ведущего к плитообразованию на поверхности. Толщина образуемой плиты соответствует высоте геоматериала. В таком случае конструкция дорожной одежды препятствует образованию колей, выбоин и разрушению полотна дороги. Вертикальная плоскость стенки ячейки георешетки снижает коэффициент скольжения основы. В этом случае грунт не расползается по поверхности подстилающей основы. Благодаря данному свойству, дорожное полотно способно воспринимать большие нагрузки. Если георешетка используется для армирования бетонных или асфальтобетонных оснований дорог, повышается сопротивляемость дорожного полотна к деформациям, которые происходят в результате резкого перепада температуры. Стенки ячеек выполняют роль своеобразных вертикальных прокладок, которые выполняют демпфирующую функцию.
Вывод: использование геосинтетических материалов при строительстве (реконструкции) автомобильных дорог в России, в настоящее время, динамически растёт. Масштабное увеличение номенклатуры синтетических и композитных материалов, улучшение их физико-механических характеристик приведет к большим объемам их использования, обеспечит высокий уровень конструктивных решений, даст толчок новых технологиям строительства автодорог и в совокупности приведёт к существенному снижению использования природных ресурсов и выполнению экологических требований. На сегодняшний день в нашей стране стали широко внедряться при ведении работ на МКАД, а также на автомагистралях «Дон» , «Крым»и многих других. Конструкция дорожного полотна стала типовой. Сегодня специалисты продолжают вести исследования геосинтетических материалов с целью их широкого проименения в конструкциях дорожных одежд и естественных оснований.
Библиографический список
1.Fourie A. B., Jones C. J. F. P. Improved estimates of power consumption during dewatering of mine tailings using electrokinetic geosynthetics (ekgs). Elsevier Science Publishing Company, Inc. 2010. Т. 28. № 2. pp. 181-190.
2.Jones C. J. F. P., Lamont-Black J., Glendinning S. Electrokinetic geosynthetics in hydraulic applications Elsevier Science Publishing Company, Inc. Geotextiles and Geomembranes. Vol. 29, Issue 4, August 2011, pp. 381-390
3.Гаев Д. А., Гавриш В. В. Современные геосинтетические материалы и области их применения в строительстве // В сборнике: Будущее науки - 2013 материалы Международной молодежной научной конференции. Ответственный редактор: Горохов А.А.. 2013. С. 131-139.
4.Грузинцева Н. А., Гусев Б. Н. Разработка методики оценки качества геосинтетических материалов // В сборнике: Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации Сборник научных трудов XII-ой Международной научно-практической конференции. Ответственный редактор: Горохов А.А.. 2015. С. 368-370.
5.Фанин Е. Ю. Допуски и ошибки применения геосинтетических материалов в дорожном строительстве // В сборнике: Пути улучшения качества автомобильных дорог Сборник статей. Под редакцией М. И. Бальзанникова, К. С. Галицкова, Т. В. Дормидонтовой; Самара: Изд-во Самарский государственный архитектурно--строительный университет. 2015. С. 196-199.
6.Корольков Р. А. Обоснование количества геосинтетических прослоек для армирования откосов насыпей автомобильных дорог // Вестник Донецкой академии автомобильного транспорта. 2013. № 3. С. 96-100.
7.Павлова Л. В. Совершенствование качества автомобильных дорог с применением геосинтетических материалов // В сборнике: Пути улучшения качества автомобильных дорог Сборник статей. Под редакцией М. И. Бальзанникова, К. С. Галицкова, Т. В. Дормидонтовой; Самара: Изд-во Самарский государственный архитектурно-строительный университет. 2015. С. 168-176.
8.Дробышинец С. Я. Геотекстиль в дорожном строительстве, пути использования // Науюж нотатки. 2014. № 46. С. 154-160.
АГУШЕВА АЛЕКСАНДРА АНДРЕЕВНА - магистрант, Донской государственный технический университет, Россия.
